KR100539698B1 - 정밀 구심 연마기의 스핀들장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 정밀 구심 연마기의 스핀들장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 렌즈가 상단에 장착되는 스핀들의 외측에 슬리브를 설치하고, 상기 슬리브의 하측에 높이조절용 나사산을 형성하여 상기 슬리브를 상하측으로 이동 가능하도록 설치하는 것과 상기 슬리브 내측에 설치되는 스핀들을 편심되도록 하여 피벗축을 잇는 가상선인 구심요동축에 스핀들의 중심축이 맞도록 조절할 수 있게 되어 렌즈의 가공정밀도를 향상시키게 된다.

Description

정밀 구심 연마기의 스핀들장치{Spindel device in a polishing apparatus}

본 발명은 정밀 구심 연마기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 구심 연마기에 설치된 슬리브 내측에 스핀들을 편심되게 설치하여 슬리브의 회전 동작에 의하여 구심요동축과 스핀들의 중심축을 맞추고, 상기 슬리브를 상하측으로 이동 가능하도록 별도의 높이조절장치를 설치하는 것에 의하여 렌즈가 가공되는 스핀들의 위치를 미세 조정 할 수 있게 되어 고정밀도가 요구되는 렌즈가공 작업의 신뢰성이 향상되는 장치에 관한 것이다.

통상적으로, 카메라, CD 드라이버(compact disk driver), 팩시밀리 및 조준경, 내시경, 망원경 등의 광학기기에 사용되는 광학렌즈의 제조는 일정크기의 재료를 황삭(rough cut)가공을 하고, 그 표면을 보다 매끄럽게 다듬질하는 연삭공정을 거쳐 완성하게 된다.

이때, 상기 광학렌즈의 표면을 정밀하게 연삭하기 위하여 정밀 구심 연마장치가 사용되며, 이러한 정밀 구심 연마장치는 크게 광학렌즈를 소정의 구동력으로 회전시키는 스핀들을 포함하는 회전 구동부 및 틸팅 구동부와, 회전하는 광학렌즈의 표면에 접촉되어 광학렌즈를 연마하는 연마 헤드부로 크게 구성된다.

도면을 참조하여 설명하면, 도 1에 도시된 바와 같이, 연마 헤드부(1)는 작업대의 상부에 고정 결합되고, 상기 회전 구동부(3) 및 틸팅 구동부는 하우징(5)의 하부에 고정 결합된다.

그리고, 상기 연마 헤드부(1)의 하측에는 렌즈를 연마하기 위한 헤드(7)가 장착되어 승하강 동작 되며, 하측에 구비된 렌즈를 가공하게 된다.

상기 회전구동부(3)에는 동력전달 수단에 의하여 회전하게 되는 스핀들(9)이 장착되며, 상기 스핀들(9)의 회전을 원활하게 하기 위하여 상기 하우징(5)과 접하게 되는 스핀들(9)의 상측과 하측 측면에는 볼베어링(11)이 설치된다.

상기 스핀들(9)의 상단에는 렌즈가 장착되기 위한 장착지그(13)가 설치되어, 상기 연마헤드부(1)의 헤드(7)가 하강하여 상기 장착지그(13)에 의하여 고정된 렌즈를 가공하게 된다.

상기와 같은 회전구동부(3)는 상측에 대칭형으로 피벗(Pivot)축(15)이 설치되며, 상기 양측의 피벗축(15)을 잇는 가상선을 구심요동축(17)이라 한다.

상기 피벗축(15)에 의하여 상기 하우징(5) 및 이에 고정된 회전구동부(3)는 일정 각도로 구심요동축(17)을 중심으로 진자운동하게 되며, 상기 장착지그(13)에 고정된 렌즈는 하강된 헤드(7)에 의하여 절삭되어 소정의 렌즈 형상을 이루게 된다.

도 2는 도 1에서 "A"방향에서 도시한 도면으로, 상기 피벗축(15)과 상기 스핀들(9) 상단에 설치된 장착지그(13)의 설치상태를 도시한다.

상기에서 피벗축(15)을 잇는 가상선인 구심요동축(17)에는 렌즈가 가공되기 위한 장착지그(13)의 중심이 일치되어야 원하는 가공물을 얻을 수 있게 된다.

그러나, 종래의 구심 연마장치는 연마 헤드부(1)와 회전 구동부(3)의 스핀들(9)을 각각 하우징(5)의 상부와 하부에 체결하여 고정하기 때문에, 장기간의 사용에 따른 진동에 의해 하우징(5)이 소정 변형되거나 비틀리게 된다.

그리고, 스핀들(9)과 볼베어링(11)과 피벗축(15)을 장착하기 위하여 하우징(5)에 가공된 구멍의 가공 정도에 따라서 장착지그(13)의 설정 위치가 변경되는 경우도 발생된다.

이에 따라서, 도 2에 도시된 바와 같이, 장착지그(13)의 중심과 구심요동축(17)의 중심선이 벗어나게 되며, 상기 장착지그(13)의 중심부를 구심요동축(17) 상으로 보정하기 위한 별도의 장치가 없는 것에 의하여 렌즈의 가공 정밀도가 떨어지게 된다.

그리고, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 회전구동부(3) 양측에 설치되는 피벗축(15)을 잇는 가상 연장선인 구심요동축(17)과 상기 스핀들(9) 상측에 설치된 장착지그(13)와의 거리도, 상기와 같은 문제점들에 의하여 초기 설정된 위치에서 변경되는 것에 의하여 이를 보정하기 위한 별도의 수단이 필요하게 되나, 상기 스핀들(9)이 하우징(5)에 고정된 구조에 의하여 상기 장착지그(13)의 상하 이동은 불가능하게 된다.

상기 열거된 종래 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 스핀들 상단에 설치된 장착지그의 상하측 위치 보정 및 수평 위치 보정이 가능한 정밀 구심 연마기의 스핀들장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 이루기 위한 본 발명은, 렌즈를 가공하기 위한 헤드가 하단에 장착되어 상승 및 하강 동작을 하게 되는 연마헤드부와, 상기 연마헤드부에 의하여 가공되는 렌즈가 장착되는 장착지그가 상단에 장착되며 회전동작 되는 스핀들이 장착되는 하우징과, 상기 하우징이 피벗축을 중심으로 일정 각도 회전 동작되는 정밀 구심 연마기에 있어서, 상기 하우징에 회전 가능하게 설치되며 측면에는 높이조절용 나사산이 형성되고 하단에는 체결공이 형성된 슬리브와; 상기 슬리브 내측에서 회동되도록 설치되며 상단에는 장착지그가 설치되고 하단에는 회전동력을 전달받기 위한 풀리가 설치된 스핀들과; 상기 스핀들의 체결공과 상응하도록 원주방향으로 장공 형상의 슬롯홀이 구비되며, 일단에는 안내바가 고정된 가이드부재와; 상기 가이드부재의 상측에 위치하며 상기 슬리브의 높이조절용 나사산과 대응하는 치형이 내측에 형성되어 상기 슬리브의 높이 조절이 완료된 후에 고정된 상태를 유지하도록 하는 고정링과; 상기 고정링과 상기 하우징 사이에 위치하며 상기 슬리브의 높이조절용 나사산과 대응하는 치형이 내측에 형성되어 상기 슬리브의 상하 높이를 조절하게 되는 높이조절링과; 상기 높이조절링이 상기 하우징과 접하여 회전되도록 상기 높이조절링의 상하측 이동을 구속하게 되며, 일측에는 상기 가이드부재의 안내바가 삽입되기 위한 안내홀이 형성된 기준링으로 구성된다.

바람직하게, 상기 스핀들은 상기 슬리브 내측에 편심되도록 설치된다.

그리고, 상기 스핀들 하단과 고정링과 높이조절링의 측면에는 조절용 구멍이 각각 형성된다.

그리고, 상기 높이조절링의 측면에는 상기 슬리브의 상하측 이동 거리를 측정하기 위한 거리눈금이 형성된다.

상기와 같은 본 발명에 의하면, 스핀들의 상하측 위치 보정및 수평측 위치 보정이 가능하게 되어 보다 정밀하게 렌즈를 가공할 수 있게 된다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.

도 1은 종래 스핀들장치를 도시한 도면이며, 도 2는 도 1에서 A방향에서 본 스핀들장치를 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명 실시예에 의한 스핀들장치를 도시한 도면이며, 도 4는 도 3에서 B 부분을 확대 도시한 도면이고, 도 5는 도 3에서 스핀들장치의 내부구성을 도시한 도면이며, 도 6은 본 발명 실시예에서 슬리브에 편심되게 장착된 스핀들이 회전되어 구심요동축에 상기 스핀들의 중심이 조절됨을 도시한 도면이다.

도시된 바와 같이, 연마헤드부(20)의 하단에는 헤드(22)가 장착되어 있으며, 상기 헤드(22)는 상승 및 하강동작을 하게 된다.

상기 연마헤드부(20)의 하측에는 하우징(30)이 구비되며, 상기 하우징(30)에는 슬리브커버(32)가 일체로 되어 있다.

상기 하우징(30)을 소정 각도로 회전시키기 위한 피벗축(34)은, 상기 하우징 (30) 양측에 각각 설치되며, 상기 피벗축(34)을 잇는 가상선을 구심요동축(35)이라 한다.

상기 헤드(22)에 의하여 가공되는 렌즈(36)가 장착되는 장착지그(38)는 회전 동작되는 스핀들(40)의 상단에 설치된다.

상기 스핀들(40)의 하단에는 외부 동력을 전달 받기 위한 풀리(42)가 설치되어 있으며, 상기와 같이 회전동작 되는 스핀들(40)은 슬리브(50) 내측에 편심되도록 설치된다.

즉, 상기 슬리브(50)의 회전중심에서 일정 거리 이격되어 상기 스핀들(40)의 회전 중심이 위치하도록 편심 설치된다.

상기 슬리브(50) 하단 측면에는 조절용 구멍(52)이 형성되며, 상기 장착지그(38)의 상측표면은 렌즈 가공면이 볼록인 경우 오목하게 형성되며 렌즈 가공면이 오목인 경우에는 볼록하게 형성된다.

상기 장착지그(38)의 상측표면에서 연장된 가상선을 긋게 되면, 상측표면이 오목한 경우에는 장착지그(38) 상측으로 원 형상의 가상선이 그어지게 되며, 상측표면이 볼록한 경우에는 장착지그(38) 하측으로 원 형상의 가상선이 그어지게 된다.

이러한 경우, 상기 원 형상의 가상선의 중심을 상기 구심요동축(35)에 맞추기 위하여 상기 슬리브(50)를 소정각도로 돌리는 경우, 별도의 공구가 끼워지기 위한 구멍이 된다.

상기 조절용 구멍(52)이 형성된 부분을 포함하여 상기 슬리브(50)의 하측면에는 소정 길이 높이조절용 나사산(54)이 형성되어, 상기 슬리브(50)의 높이를 조절하게 된다.

그리고, 상기 슬리브(50) 하단에는 도 5에 도시된 바와 같이 체결공(56)이 구비되어, 상기 슬리브(50)가 소정 각도로 회전 된 후에 별도의 고정부재에 의하여 고정되도록 한다.

상기 슬리브(50)를 고정시키기 위한 가이드부재(60)는 상기 스핀들(40)의 체결공(56)과 상응하도록 원주 방향으로 장공 형상의 슬롯홀(62)이 형성되고, 일측에는 막대 형상의 안내바(64)가 고정 설치된다.

상기 슬롯홀(62)을 통하여 상기 슬리브(50)의 체결공(56)에는 체결볼트(66)가 체결되어 상기 슬리브(50)의 회전을 방지하게 된다.

상기 가이드부재(60)의 상측에 위치하며, 상기 슬리브(50)의 높이조절용 나사산(54)과 대응하는 치형이 내측에 형성되는 고정링(70)은, 상기 슬리브(50)의 높이 조절이 이루어진 후에 상기 슬리브(50)가 고정된 상태를 유지하도록 하며, 측면에는 조절용 구멍(72)이 형성되어 공구를 이용하여 상기 고정링(70)을 돌리게 된다.

상기 고정링(70) 상측에 위치하는 높이조절링(80)은 상기 슬리브(50)의 높이조절용 나사산(54)과 대응하는 치형이 내측에 형성되어 있으며, 상기 슬리브(50)의 상하 높이를 조절하게 된다.

상기 높이조절링(80)의 측면에도 조절용 구멍(82)이 형성되어 공구를 사용하여 상기 높이조절링(80)을 회전시키기 용이하게 되며, 상기 가이드부재(60)의 안내바가 삽입되어 상하 슬라이딩 되도록 일측에는 안내홀(84)이 형성된다.

그리고, 상기 높이조절링(80)에는 상기 슬리브(50)의 상하측 이동거리를 측정하기 위한 거리눈금(86)이 형성되어, 사용자는 상기 거리눈금(86)을 보고 상기 높이조절링(80)을 회전시키게 된다.

상기 높이조절링(80)을 상기 하우징(30)에 접하여 회전되도록 하는 기준링(90)은 하단이 절곡 되어 걸림턱(92)을 형성하며, 상기 걸림턱(92)에 의하여 상기 높이조절링(80)의 하측이 지지된다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명 실시예에 의한 정밀 구심 연마기의 스핀들장치의 동작상태를 설명하기로 한다.

우선, 장착지그가 상측에 설치되는 스핀들(40)의 중심이 구심요동축(35)에서 벗어나 있을 경우, 상기 슬리브(50)의 조절용 구멍(52)에 공구를 삽입시켜 소정 각도 회전시키는 것에 의하여, 상기 구심요동축(35)과 상기 스핀들(40)의 중심축을 일치시킨다.

그리고, 도 3과 도 5에 도시된 바와 같이, 체결볼트(66)가 스롯홀(62)을 통과하여 슬리브(50)의 체결공(56)에 체결되도록 하여, 상기 슬리브(50)의 회전을 구속하게 된다.

상기와 같이 스핀들(40)이 슬리브(50)에 편심되게 설치되며, 상기 슬리브(50)를 회전시켜 스핀들(40)의 중심축이 피벗축(34)을 잇는 구심요동축(35)에 일치되도록 한다.

그리고, 고정링(70)의 조절용 구멍(72)에 공구를 삽입시켜 돌리는 것에 의하여, 상기 고정링(70)이 높이조절용 나사산(54)을 따라서 하측으로 이동되도록 한다.

그리고, 하우징(30)과 기준링(90) 사이에 위치한 높이조절링(80)의 조절용 구멍(82)에 공구를 삽입시켜 돌리는 것에 의하여, 상기 슬리브(50)가 수직 방향으로 이동된다.

상기, 높이조절링(80)에는 거리눈금(86)이 외측에 형성되어, 사용자는 상기 거리눈금(86)을 보고 슬리브(50)의 상하측 이동거리를 계산하게 된다.

상기 슬리브(50)의 수직방향 이동이 완료되면, 고정링(70)을 회전시켜 상기 기준링(70) 하측에 위치하도록 하여, 상기 슬리브(50)가 회전되지 않도록 잠금장치 역할을 하게 된다.

상기에서 가이드부재(60)의 일측에 고정된 안내바(64)는 높이조절링(80)에 형성된 안내홀(84)을 따라 상하 이동을 하게 되며, 상기 슬리브(50)의 회전을 방지하는 역할도 하게 된다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 의한 정밀 구심 연마기의 스핀들장치에 의하면, 장착지그가 상단에 설치된 스핀들의 상하측 위치 보정 및 수평 위치 보정이 가능하게 되어 보다 정밀하게 렌즈를 가공하게 되어 동작신뢰성이 향상되는 효과를 제공하게 된다.

도 1은 종래 스핀들장치를 도시한 도면.

도 2는 도 1에서 A방향에서 본 스핀들장치를 도시한 도면.

도 3은 본 발명 실시예에 의한 스핀들장치를 도시한 도면.

도 4는 도 3에서 B 부분을 확대 도시한 도면.

도 5는 도 3에서 스핀들장치의 내부구성을 도시한 도면.

도 6은 본 발명 실시예에서 슬리브에 편심되게 장착된 스핀들이 회전되어 구심요동축에 상기 스핀들의 중심이 조절됨을 도시한 도면.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

20 : 연마헤드부 22 : 헤드

30 : 하우징 32 : 슬리브커버

34 : 피벗축 35 : 구심요동축

36 : 렌즈 38 : 장착지그

40 : 스핀들 42 : 풀리

50 : 슬리브 52,72,82 : 조절용 구멍

54 : 높이조절용 나사산 56 : 체결공

60 : 가이드부재 62 : 슬롯홀

64 : 안내바 66 : 체결볼트

70 : 고정링 80 : 높이조절링

84 : 안내홀 86 : 거리눈금

90 : 기준링 92 : 걸림턱

Claims (4)

1. 렌즈를 가공하기 위한 헤드가 하단에 장착되어 상승 및 하강 동작을 하게 되는 연마헤드부와, 상기 연마헤드부에 의하여 가공되는 렌즈가 장착되는 장착지그가 상단에 장착되며 회전동작 되는 스핀들이 장착되는 하우징과, 상기 하우징이 피벗축을 중심으로 일정 각도 회전 동작되는 정밀 구심 연마기에 있어서,

   상기 하우징에 회전 가능하게 설치되며 측면에는 높이조절용 나사산이 형성되고 하단에는 체결공이 형성된 슬리브와;

   상기 슬리브 내측에서 회동되도록 설치되며 상단에는 장착지그가 설치되고 하단에는 회전동력을 전달받기 위한 풀리가 설치된 스핀들과;

   상기 스핀들의 체결공과 상응하도록 원주방향으로 장공 형상의 슬롯홀이 구비되며, 일단에는 안내바가 고정된 가이드부재와;

   상기 가이드부재의 상측에 위치하며 상기 슬리브의 높이조절용 나사산과 대응하는 치형이 내측에 형성되어 상기 슬리브의 높이 조절이 완료된 후에 고정된 상태를 유지하도록 하는 고정링과;

   상기 고정링과 상기 하우징 사이에 위치하며 상기 슬리브의 높이조절용 나사산과 대응하는 치형이 내측에 형성되어 상기 슬리브의 상하 높이를 조절하게 되는 높이조절링과;

   상기 높이조절링이 상기 하우징과 접하여 회전되도록 상기 높이조절링의 상하측 이동을 구속하게 되며, 일측에는 상기 가이드부재의 안내바가 삽입되기 위한 안내홀이 형성된 기준링을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 정밀 구심 연마기의 스핀들장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 스핀들은 상기 슬리브 내측에 편심되도록 설치됨을 특징으로 하는 정밀 구심 연마기의 스핀들 장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 스핀들 하단과 고정링과 높이조절링의 측면에는 조절용 구멍이 각각 형성됨을 특징으로 하는 정밀 구심 연마기의 스핀들 장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 높이조절링의 측면에는 상기 슬리브의 상하측 이동 거리를 측정하기 위한 거리눈금이 형성됨을 특징으로 하는 정밀 구심 연마기의 스핀들 장치.